[独步天下] 以色列的水和水技术

发布时间:2015/12/2 9:45:29

以色列地处亚非欧三大洲结合处,以色列是个半干旱的国家,全国只有一个淡水湖肯奈瑞特湖(加利利海),同时也充当其国家水库。以色列一年分为冬天的雨季与夏天的旱季。自然降雨严重不足,年平均降雨量不够总用水量的10%。目前大约50%的淡水资源来自海水淡化,其污水回用率高达70%以上,此回用率是全世界最高的,可见在水回用领域,以色列是做得非常优秀的。以色列水资源回收利用率全球最高,达到75%,远远领先第二位西班牙的利用率12%;以色列创造的滴灌技术,使农业用水效率达70%以上,为全球最高水平。

以色列全境约2/3的土地为沙漠,水资源十分匮乏,几十年来,水资源一直是以色列、巴勒斯坦和其他阿拉伯邻国冲突的根源之一。但以色列在治污、节水、净化、滴灌、污水再用等方面拥有全球领先的水处理技术,这有效地缓解了日益严峻的水危机。以色列作为欧美优质水果、蔬菜与鲜花的最大出口国,成功地将大片沙漠变成了绿洲,其农业在国民经济中的作用也非常重要。以水利委员会每年将70%的用水配额分配给农业生产者,然后再根据总降水量,分配剩余的配额。为鼓励节水,以水利委员会规定农业生产者按其用水量占其用水配额的百分比缴纳费用。

水灌溉技术

  以色列首任总理本·古里安曾预言,以色列的未来在南方沙漠。水是改造沙漠的命脉,以色列从1952年起耗资1.5亿美元,用11年时间建成了145公里长的“北水南调”输水管道。然而传统灌溉使农业革命和沙漠改造进展缓慢。为降低农业的用水量,提高农业水的利用率,以色列广泛采用滴灌技术,滴灌技术的水利用率可以高达90%,而我国农村采用的漫灌方法,水的利用率只有30%不到,这差距是非常巨大的。

(一)滴灌技术

  1962年,一位农民偶然发现水管漏水处的庄稼长得格外好。水在同一点上渗入土壤是减少蒸发、高效灌溉及控制水、肥、农药最有效的办法,这一发现立即得到了政府的大力支持。

  滴灌技术是以色列最着名的节水灌溉技术,据称早已开发到第六代。自20世纪70年代以来,滴灌面积发展很快。由于管道和滴灌技术的成功,全国灌溉面积从16.5亿平方米增加到22亿~25亿平方米,耕地从16.5亿平方米增加到44亿平方米。

  发明滴灌以后,以色列农业用水总量30年来一直稳定在13亿立方米,而农业产出却翻了5番。滴灌的原理很简单,然而,让水均衡地滴渗到每颗植株却非常复杂。以色列研制的硬韧防堵塑料管、接头、过滤器、控制器等都是高科技的结晶。

  以色列滴灌系统目前已是第六代,最近又开发成小型自压式滴灌系统。如今,世界80多个国家使用以色列的滴灌技术,耐特菲姆滴灌公司年收入2.3亿美元,其中80%来自出口。

  以色列80%的灌溉土地都使用了水肥灌溉的方法,使灌溉与施肥同时进行,一次完成。以色列开发了针对废水灌溉的滴灌头,它能控制水的流量,并且能防止堵塞。以色列生产的滴灌管线中安装了过滤筒,它是一种塑料(9890,320.00,3.34%)的多齿元件,当水流经过滤筒时,会产生涡流,可以抛掉其中的尘粒,以防止狭窄的滴头出口受堵。

  滴灌的优势:

  ○滴灌比漫灌节水1/31/2

  ○滴灌可使单位面积土地增产1/35倍;

  ○滴灌使水、肥利用率高达90%;

  ○滴灌有效防止土壤盐碱化和土壤板结;

  ○以色列水资源总共才16亿立方米,其用水总量为20亿立方米,不足部分靠污水处理和海水淡化补足。

(二)压力灌溉技术

  以色列在灌溉领域具有广泛的经验,并以此为基础开发出了一系列新的灌溉技术,这些技术现在已成功地进入国际市场。以色列滴灌设备生产商每年都会推出5-10种新产品。以色列生产的灌溉设备约有80%用于出口。以色列的灌溉设备生产商可根据客户的特殊要求定制产品。来自海外的客户只要向其提供土壤和农作物类型的田间数据,就可以获得水质要求、适于此种用水的过滤器的选择、能防止残余物堆积和堵塞的合适的化肥推荐、最佳的灌溉方法以及其它客户需要的信息等一系列的专业咨询。

(三)埋藏式灌溉技术

  以色列从滴灌技术中又派生出一个新的灌溉方法,就是把管线埋藏在地下50厘米深处的埋藏式灌溉,这种灌溉方式可以保持地表干燥,即使是灌溉时也不影响田间作业。在这种埋藏式滴灌系统中使用了一种叫塔普兰(Tarplan)的材料,它可以阻止滴头附近的根须的生长,从而使滴灌系统免于被细小的根须穿透。当水阀关掉,停止灌溉时,滴灌系统的气门会打开,使管线内充入空气,防止外来的尘土被吸入滴灌头。以色列还开发了多种滴灌头,如管线滴头、可调和非可调固定滴头,以及预先铸入滴灌管壁的集中式滴头等。

(四)喷洒式灌溉技术

  采用这种方法,可以让每棵树都拥有一个独自的喷洒器为其灌溉。以色列还开发了一系列主要用于果园和温室灌溉的喷洒器附属产品。使用喷洒式灌溉的耗水量大约在每小时30-300升之间,这种灌溉方式可以使水的有效利用率达85%

(五)散布式灌溉技术

  散布器主要是为田间作物的灌溉所设计的,因为这种灌溉方式适合于大区域灌溉的要求。使用散布器可以使水的利用率达到70%-80%(传统的开放式灌溉,水的利用率只有约40%)。

  以色列所有的灌溉方式都可以采用计算机控制。计算机化操作可完成实时控制,也可执行一系列操作程序,完成监视工作,且能长时间工作,精密、可靠、节省人力。在灌溉过程中,如果系统记录下水肥施用量与要求相比有一定偏差,系统会自动地关闭灌溉装置,计算机系统还允许操作者预先设定程序,有间隔地进行灌溉。这些系统中有可以帮助收集灌溉信息的传感器,如埋在地下的湿度传感器,负责收集土壤湿度信息。还有一种传感器,它能通过检测植物的茎和果实的直径变化,来决定对植物的灌溉间隔,这种传感器直接和计算机相联,当需要灌溉时,它会自动打开灌溉系统进行操作。


水处理环保技术

  以色列致力于将沙漠变“绿洲”,促使以色列开发保存水资源和海水淡化以及污水回收的新途径,并建造了国家输水道,将肯奈瑞特湖水引至南部地区。近年来,以色列水需求缺口越来越大(用水量超过储水量近一倍),其主要水源北部的加利利湖水面已多年处于红线之下,不可能进一步增加供水,那么新的水源从哪里来?提高循环水利用率?现已高达75%,位居世界第一;提高水资源使用效率?以滴灌为基础的人工智能水利管理系统,在水资源利用效率上已经近乎极致。


大型海水淡化工厂

  以色列建有全世界最大的海水淡化厂,目前最大的淡化水厂,处理能力达到一年1.5亿立方米淡水,海水淡化的水占以色列全国工农业总用水量的50%,这些指标也都是全世界领先的。但我们也看到,海水淡化的核心技术,反渗透膜并不是以色列生产的,他们是在强烈的市场需求条件下,将这个产业做到最大,在工艺流程设计中,通过不断的改进,优化设计,从而降低了海水淡化的处理成本。从这些方面看,在水处理领域,以色列的应用技术的研究与发展,与市场的需求是息息相关的。

  世界面临的水危机在继续恶化,海水淡化已经成为许多严重缺水地区的救生技术,以色列在海水淡化技术的选择与发展方面无疑是超前和成功的。以色列一座新的大型海水淡化工厂20105月举行了落成典礼,政府官员表示,该工厂有助于解决以色列长期淡水短缺的问题。

  据美联社报道,新工厂位于以色列北部城市哈代拉(Hadera)附近的地中海沿岸,是世界上最大的海水淡化工厂之一,可为以色列提供2/3的饮用水,并将改变该国已经运行50年的“全国输水系统”线路。负责运行该工厂的IDE技术公司副总裁泰迪?戈兰(Teddy Golan)表示:“到目前为止,政府垄断了所有的水传输系统。但是我们发现,在海边淡化海水比从北部的加利利海输水更便宜。”

  随着海水淡化技术的发展,以色列政府开始寻求将海水淡化作为解决地区水危机的措施。2000年后,以色列相继建设了许多海水淡化厂。然而,淡化厂的建设热潮并非没有争议,环保人士担心工厂对海洋生物会造成影响。哈代拉工厂耗资4.25亿美元,与其他需要加热海水的大型工厂不同,它是世界上最大的使用反渗透技术的海水淡化工厂,设计生产能力为每年1.25亿立方米淡水。据悉,位于以色列阿什杜德港(Ashdod)附近的一座更大的海水淡化厂预计将于2013年建成投产。以色列国家水务公司的Mekorot表示,以色列投入了超过5亿美元,将海水淡化厂与国家供水系统连接起来。根据环保组织“中东地球之友”(Friends of the Earth Middle East)本月发布的一份报告称,由于常年降水不足,以色列北部的主要水源加利利海近年来已跌创历史最低水位。以该湖为源头的约旦河在某些地段已接近干涸。

  IDE技术公司总裁阿夫沙洛姆·费尔博(Avshalom Felber)表示:“海水淡化越多,我们对这些陆上水资源的消耗就越少,有助于它们回到其自然状态。”以色列环保组织Zalul的地中海沿岸协调员瑞维·费德勒尔曼(Rivi Federman)则认为,需要对海水淡化副产品的影响进行更多的研究,其中包括调查释放到海洋里的铁和养分的影响。费德勒尔曼表示:“我们赞成海水淡化,但不能确定建设如此多工厂会产生什么影响。如同保护水资源一样,海水淡化应该只是解决方案的一部分。”

  1949年以来,以色列人口增长了近9倍。然而,60余年来,以色列每年的水消耗量却一直保持稳定。那么以色列的新增人口、农业、工业生产等究竟从哪里获得水源?以色列国家水务公司的专业指导盖尔·肖哈姆说:“在以色列,可饮用水源几乎只供应gesep居民生活。农业或工业生产用水大多取自污水。”

  以色列全境约2/3的土地为沙漠,水资源远比中国匮乏得多。然而,正是这种残酷的生存环境,令以色列自1948年建国之日起就将水资源的管理提升到国家战略层面上,通过一系列法规还明确规定了各部门用水的定额:每年居民用水占20%,农田环保用水占40%,工业用水占40%,任何部门不得超额使用。为了解决工业、农业用水,以色列将污水回收率一提再提,直至目前的75%,成为世界水资源回收利用率最高的国家。在发展中国家,仅有约10%的污水得以回收利用。

  在以色列夏夫丹,负责处理特拉维夫地区13市约230万居民生活污水的夏夫丹污水回收厂,以色列32%的污水通过这里经处理后,被输往南部内盖夫沙漠地区的农庄。据统计,目前以色列68%的污水被处理后用于农业灌溉。60多年来,以色列之所以能满足全国对水的需求,保持水消耗量稳定,完全是得益于污水的高回收利用率。

  不过,以色列国家水务集团主席布克利·奥伦日前也指出:“要想系统缓解水危机对经济的冲击,光‘挤水’还不行,还得在平衡水资源上下工夫。”自1953年起,以色列历时11年、耗资1.47亿美元兴建了毛细血管式的国家输水系统。

  其主管道130公里,分水管道5000公里,扬水站400个,每年可将130亿立方米的水从富饶的北方地区输送到南部干旱。正是通过这样周密高效的水资源网络,以色列不仅实现了水资源在全境的平稳,更使水技术成为推动经济发展的一大动力。